El estado de Oaxaca, México, tiene zonas productoras de 'chile de agua' (Capsicum annuum L.) que se diferencian por sus características fisiográficas y agroecológicas. Con el objetivo de generar conocimiento que contribuya a la conservación y mejoramiento genético del potencial productivo de esta especie, en ocho zonas se colectó germoplasma y caracterizó in situ durante 2006 y 2007 bajo un esquema de muestreo completamente aleatorio, con dos localidades por zona y diez plantas por localidad, para lo cual se empleó la guía del Instituto Internacional de Recursos Fitogenéticos. Durante 2008, para disminuir el efecto ambiental, se llevó a cabo una caracterización morfológica ex situ en condiciones de invernadero, para ello las ocho colectas (360 plantas) fueron cultivadas bajo un sistema intensivo en hidroponía, en un diseño experimental completamente al azar, la información se obtuvo de ocho muestreos efectuados cada quince días, en los cuales se identificaron descriptores de raíz, tallo, flor, fruto y semilla, que permitieron diferenciar (selección de variables) las colectas e identificarlas en tres grupos (análisis de agrupamiento de mínima varianza de Ward) y describir las características responsables de la agrupación (análisis de componentes principales). El germoplasma de la zona de Ocotlán, Oaxaca, resultó promisorio para un proceso de mejoramiento genético por presentar los frutos con los caracteres más deseables para el mercado.